3.IPv6 和 ATM.doc

IPv6 与ATMIPv6IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”，是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议Ipv6的优势与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势：　　一，IPv6具有更大的地址空间IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1（符号^表示升幂，下同）个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址　　二，IPv6使用更小的路由表IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度 　　三，IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow Control），这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网络平台。

　　四，IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷五，IPv6具有更高的安全性在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大的增强了网络的安全性IPv6数据包：包头Ipv6报头结构以及与ipv4报头的比较比较一下两种报头IPv6包头长度固定为40字节，去掉了IPv4中一切可选项，只包括8个必要的字段，因此尽管IPv6地址长度为IPv4的四倍，IPv6包头长度仅为IPv4包头长度的两倍Version字段在两种协议中没有变化IPv6 丢弃了 IPv4 的 Internet Header Length　、Type of Service　、Identification　、Flags 、Fragment Offset　和 Header Checksum　字段Total Lenght 、Time to Live　和 Protocol　字段在 IPv6 中有了新名字，功能稍微进行了重新定义IPv4中的 Option 字段已从报头中消失，改为 Extension 功能最后，IPv6 加入了两个新字段：Traffic Class 和Flow Label 。

IPv6报头的各个字段：　　Version（版本号）：4位，IP协议版本号，值= 6 　　Traffice Class（通信类别）：8位，指示IPv6数据流通信类别或优先级功能类似于IPv4的服务类型（TOS）字段 　　Flow Label（流标记）：20位，IPv6新增字段，标记需要IPv6路由器特殊处理的数据流该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信，诸如音频或视频等实时数据传输在IPv6中，同一信源和信宿之间可以有多种不同的数据流，彼此之间以非“0”流标记区分如果不要求路由器做特殊处理，则该字段值置为“0” 　　Payload Length（负载长度）：16位负载长度负载长度包括扩展头和上层PDU，16位最多可表示65，535字节负载长度超过这一字节数的负载，该字段值置为“0”，使用扩展头逐个跳段（Hop-by-Hop）选项中的巨量负载（Jumbo Payload）选项 　　Next Header（下一包头）：8位，识别紧跟IPv6头后的包头类型，如扩展头（有的话）或某个传输层协议头（诸如TCP，UDP或着ICMPv6）　　　Hop Limit（跳段数限制）：8位，类似于IPv4的TTL（生命期）字段。

与IPv4用时间来限定包的生命期不同，IPv6用包在路由器之间的转发次数来限定包的生命期包每经过一次转发，该字段减1，减到0时就把这个包丢弃 　　Source Address（源地址）：128位，发送方主机地址 Destination Address（目的地址）：128位，在大多数情况下，目的地址即信宿地址但如果存在路由扩展头的话，目的地址可能是发送方路由表中下一个路由器接口IPv6数据包：扩展包头IPv6包头设计中对原IPv4包头所做的一项重要改进就是将所有可选字段移出IPv6包头，置于扩展头中由于除Hop-by-Hop选项扩展头外，其他扩展头不受中转路由器检查或处理，这样就能提高路由器处理包含选项的IPv6分组的性能　　通常，一个典型的IPv6包，没有扩展头仅当需要路由器或目的节点做某些特殊处理时，才由发送方添加一个或多个扩展头与IPv4不同，IPv6扩展头长度任意，不受40字节限制，以便于日后扩充新增选项，这一特征加上选项的处理方式使得IPv6选项能得以真正的利用 但是为了提高处理选项头和传输层协议的性能，扩展头总是8字节长度的整数倍　　目前，RFC 2460中定义了以下6个IPv6扩展头：Hop-by-Hop（逐个跳段）选项包头、目的地选项包头、路由包头、分段包头、认证包头和ESP协议包头： 　　（一）Hop-by-Hop选项包头包含分组传送过程中，每个路由器都必须检查和处理的特殊参数选项。

其中的选项描述一个分组的某些特性或用于提供填充这些选项有：　　Pad1选项（选项类型为0），填充单字节 　　PadN选项（选项类型为1），填充2个以上字节 　　Jumbo Payload选项（选项类型为194），用于传送超大分组使用Jumbo Payload选项，分组有效载荷长度最大可达4,294,967,295字节负载长度超过65,535字节的IPv6包称为“超大包” 　　路由器警告选项（选项类型为5），提醒路由器分组内容需要做特殊处理路由器警告选项用于组播收听者发现和RSVP（资源预定）协议　　（二）目的地选项包头指名需要被中间目的地或最终目的地检查的信息有两种用法： 　　如果存在路由扩展头，则每一个中转路由器都要处理这些选项 　　如果没有路由扩展头，则只有最终目的节点需要处理这些选项 　　（三）路由包头 　　类似于IPv4的松散源路由IPv6的源节点可以利用路由扩展包头指定一个松散源路由，即分组从信源到信宿需要经过的中转路由器列表　　（四）分段包头 　　提供分段和重装服务当分组大于链路最大传输单元（MTU）时，源节点负责对分组进行分段，并在分段扩展包头中提供重装信息　　（五）认证包头 　　提供数据源认证、数据完整性检查和反重播保护。

认证包头不提供数据加密服务，需要加密服务的数据包，可以结合使用ESP协议　　（六）ESP协议包头 提供加密服务IPv6数据包：上层协议数据单元上层数据单元即PDU，全称为Protocol Data Unit　PDU由传输头及其负载（如ICMPv6消息、或UDP消息等）组成而IPv6包有效负载则包括IPv6扩展头和PDU，通常所能允许的最大字节数为65535字节，大于该字节数的负载可通过使用扩展头中的Jumbo Payload（见上文）选项进行发送IPv6寻址在 Internet 协议版本 6 (IPv6) 中，地址的长度是 128 位地址空间如此大的一个原因是将可用地址细分为反映 Internet 的拓扑的路由域的层次结构另一个原因是映射将设备连接到网络的网络适配器（或接口）的地址IPv6 提供了内在的功能，可以在其最低层（在网络接口层）解析地址，并且还具有自动配置功能 文本表示形式　　以下是用来将 IPv6 地址表示为文本字符串的三种常规形式： 　　（一）冒号十六进制形式　　这是首选形式 n:n:n:n:n:n:n:n每个 n 都表示八个 16 位地址元素之一的十六进制值例如：　　3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.　　（二）压缩形式。

　　由于地址长度要求，地址包含由零组成的长字符串的情况十分常见为了简化对这些地址的写入，可以使用压缩形式，在这一压缩形式中，多个 0 块的单个连续序列由双冒号符号 (::) 表示此符号只能在地址中出现一次例如，多路广播地址 FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562 的压缩形式为 FFED::BA98:3210:4562单播地址 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0 的压缩形式为 3FFE:FFFF::8:800:20C4:0环回地址 0:0:0:0:0:0:0:1 的压缩形式为 ::1未指定的地址 0:0:0:0:0:0:0:0 的压缩形式为 ::　　（三）混合形式　　此形式组合 IPv4 和 IPv6 地址在此情况下，地址格式为 n:n:n:n:n:n:d.d.d.d，其中每个 n 都表示六个 IPv6 高序位 16 位地址元素之一的十六进制值，每个 d 都表示 IPv4 地址的十进制值 地址类型　　地址中的前导位定义特定的 IPv6 地址类型包含这些前导位的变长字段称作格式前缀 (FP) 　　IPv6 单播地址被划分为两部分第一部分包含地址前缀，第二部分包含接口标识符。

表示 IPv6 地址/前缀组合的简明方式如下所示：ipv6 地址/前缀长度 　　以下是具有 64 位前缀的地址的示例　　3FFE:FFFF:0:CD30:0:0:0:0/64.　　此示例中的前缀是 3FFE:FFFF:0:CD30该地址还可以以压缩形式写入，如 3FFE:FFFF:0:CD30::/64 　　IPv6 定义以下地址类型： 1.单播地址用于单个接口的标识符发送到此地址的数据包被传递给标识的接口通过高序位八位字节的值来将单播地址与多路广播地址区分开来多路广播地址的高序列八位字节具有十六进制值 FF此八位字节的任何其他值都标识单播地址　　以下是不同类型的单播地址： 　　链路-本地地址这些地址用于单个链路并且具有以下形式：FE80::InterfaceID链路-本地地址用在链路上的各节点之间，用于自动地址配置、邻居发现或未提供路由器的情况链路-本地地址主要用于启动时以及系统尚未获取较大范围的地址之时 　　站点-本地地址这些地址用于单个站点并具有以下格式：FEC0::SubnetID:InterfaceID站点-本地地址用于不需要全局前缀的站点内的寻址 　　全局 IPv6 单播地址。

这些地址可用在 Internet 上并具有以下格式：010（FP，3 位）TLA ID（13 位）Reserved（8 位）NLA ID（24 位）SLA ID（16 位）InterfaceID（64 位） 2.多路广播地址多播地址标识多个接口通过相应的多播路由拓扑，发往多播地址的数据包将传输到该地址标识的所有接口多播地址用于一对多通信，传输到多个接口3.任意播地址标识多个接口通过相应的路由拓扑，发往任意播地址的数据包将传输到单个接口（该地址标识的最近接口）最近接口定义为路由距离最近的接口任意播地址用于一对一（许多中的一个）通信，传输到单个接口特殊 IPV6 地址未指定地址（0:0:0:0:0:0:0:0 或 ::）指示地址不存在该地址等效于 IPv4未指定地址 0.0.0.0未指定地址通常作为尝试验证临时地址唯一性的数据包的源地址使用未指定地址永远不会分配给接口，也永远不会作为目标地址使用环回地址。